比散逸率 — CAE用语解释

ω是「比散逸率」，表示湍流运动能量k散逸的「频率」。ω = ε/k，单位为[1/s]。相对于ε表示湍流能量散逸速率[m²/s³]，ω可理解为湍流的「时间尺度的倒数」。

壁面附近的表现完全不同。ε在壁面处不为零，需要梯度条件，处理困难。而ω在壁面处可设置自然的边界条件，且不需额外阻尼函数即可表现低雷诺数效应。因此k-ω模型在壁面边界层计算中优势明显。例如，精确计算涡轮叶片表面附近的流动时，该模型非常有用。

观察敏锐。Wilcox原始k-ω模型的一个缺点是，对自由流边界条件的解敏感度高。输入口处设定的ω值会导致结果大幅波动。Menter的SST k-ω模型解决了这个问题，在壁面附近采用k-ω，在远离壁面的区域切换到k-ε。

ω的输运方程也与Navier-Stokes方程联立求解。

通常根据湍流强度I和湍流长度尺度l，使用k = 1.5·(U·I)²、ω = k^0.5 / (C_μ^0.25 · l)来计算。工业CFD中常用的默认值是I=5%、l=水力直径的7%，但如果有实验数据，应优先使用实验数据。

关键是要意识到散逸率ε的区别，同时将k-ω模型和SST k-ω模型一起理解。

很好。通过对输入ω值如何影响结果进行灵敏度分析，可以更深入地理解模型的特性。